Ученые синтезировали металлоорганические соединения для создания высокочувствительных «живых» термометров
Специалисты Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН в обширном междисциплинарном исследовании совместно с коллегами из ведущих университетов и научных организаций России и Франции предложили метод создания двумерных металлоорганических каркасов, обладающих свойством люминесцентной термометрии. Разработка открывает возможности для широкого спектра применения в биомедицине, в частности — разработке высокочувствительных биосовместимых термометров.
Предложенный метод основан на использовании координационной химии люминесцентных двумерных материалов. Авторы показали, что металлоорганические соединения (MOFs — metal-organic frameworks) могут представлять научный и коммерческий интерес для решения актуальных задач биомедицины, поскольку малоинвазивный и нетоксичный для животных метод люминесцентной термометрии обеспечивает высокую точность и динамичность измерений с высоким пространственным разрешением, открывая пути к созданию температурных биосовместимых сенсоров нового поколения.
Исследователям удалось создать новые двумерные металлоорганические каркасы, которые удовлетворяют требованиям биосовместимости и эффективной люминесцентной термометрии in vivo. В ходе работы были получены нанолисты, которые можно легко вводить в живые организмы, и они там будут сохранять свою функциональность в течение длительного времени.
В качестве биологического объекта исследователи использовали рыбку Danio rerio — одну из самых распространенных биологических моделей. После введения синтезированных MOF-нанолистов рыбки показали 100-процентную выживаемость, а результаты эксперимента продемонстрировали эффективную люминесцентную термометрию органов животного с точностью до 10°C. При этом испытуемые рыбки не отличались от контрольной группы по поведению.
По словам ученых, полученные данные подтверждают высокую биосовместимость, нетоксичность, стабильность и безопасность новых материалов, которые могут стать основой для разработки высокочувствительных и биосовместимых люминесцентных термометров для потенциального использования в области медицины, включая диагностику и терапию.
Над работой трудился большой международный коллектив ученых. Исследование проходило на базе нескольких научных центров: Национального исследовательского университета ИТМО (Санкт-Петербург), Национального медицинского исследовательского центра им. В.А. Алмазова (Санкт-Петербург), Университета Лотарингии (Франция) и Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (Владивосток).